关键词： 空心楼盖   受力特征   有限元   参数分析  

摘要： 为了研究现浇混凝土空心楼盖在竖向荷载作用下的受力特性,利用ABAQUS软件建立了空心楼盖的有限元模型,研究了竖向荷载作用下空心楼盖的变形、应力分布特征,并探讨了板厚、肋梁间距等参数对空心楼盖受力特征的影响。研究结果表明,竖向荷载作用下,空心楼盖的位移分布特征呈中间大、四周小的特点,与实心板的变形规律一致。空心楼盖顶板周边区域以承受拉应力为主,中间区域以承受压应力为主;底板以承受拉应力为主,底板中间区域承受的拉应力明显大于底板周边。几何参数对空心楼盖受力性能有显著影响,随着板厚的增加,空心楼盖的变形和应力减小;随着肋梁间距的增加,空心楼盖的变形和应力增大。为空心楼盖的优化设计提供依据。

关键词： 超声微流控芯片   尖端耦合气泡结构   有限元分析   流场扰动特性分析  

摘要： 超声微流控技术是一种将高频超声激励耦合至微流控芯片的技术。针对常规超声微流控器件柔性尖端结构扰动效果差以及气泡易受热变形等问题,提出一种柔性尖端耦合气泡的增强型超声微流道结构,提高流场扰动效果以及结构稳定时长。首先,利用有限元分析方法对超声激励下柔性尖端、气泡、耦合三种结构的流场分布特性进行仿真,得到速度场稳态分布特性。然后,设计并制备三种结构的超声微流控芯片,利用2.8μm聚苯乙烯微球作为示踪粒子对流场扰动特性进行分析。此外,对贴壁气泡和耦合结构中气泡尺寸及生长速度进行分析。最后,利用人血红细胞(RBCs)对耦合结构的生物样本适用性进行验证。实验结果表明:相比于柔性尖端及贴壁气泡结构,耦合结构的流场扰动范围分别提高439.53%和133.48%;气泡生长速率可由14.4%降低至3.3%。本文提出的增强型超声微流控结构有望在微米尺度流场扰动及颗粒操控方面广泛应用。

关键词： 双曲面滑雪赛道   薄壳结构   索膜体系   模板技术   有限元分析  

摘要： 薄壳结构是一种具有优秀的力学性能和优美外形的建筑形式,但其高难度的成形方法很大程度限制了它的发展。传统推土法和支模法存在很大的局限性,而新型的膜结构成形方法大大降低了大跨度复杂不规则曲面薄壳结构成形难度。基于薄壳结构的膜结构模板体系,以某大型室内双曲面滑雪赛道为对象,建立了索网骨架膜结构模型,利用有限元软件进行计算,以验证该索膜体系在薄壳结构模板上应用的可行性。所得出的结论和施工建议,可为薄壳结构模板技术的研究提供新思路。

关键词： 全埋刚架桩   边坡   参数分析   数值模拟   有限元  

摘要： 针对某实际边坡工程,依据混凝土用量相等原则,将原文献中得到的最优单排抗滑桩转化为全埋刚架桩,并采用有限元软件ABAQUS建立其三维有限元模型,并与最优单排抗滑桩进行对比分析。由于全埋刚架桩更具有抗滑优势,可提高边坡稳定性,考虑刚架桩桩底支承约束条件、后排桩长和连梁高度等参数的变化对边坡和桩身的影响,均设置5种工况进行数值模拟计算。结果表明:后排桩长增加,前后排桩弯矩差逐渐减小,分布趋于均匀,但存在一个最优长度;连梁刚度增加,有利于减小边坡和桩身位移,后排桩的最大负弯矩作用点的位置发生在连梁高度的1.34~1.35倍处,前排桩最大负弯矩发生的位置逐渐向连梁底部靠近。为充分发挥前后排桩材料属性,以及提高刚架桩的整体抗滑能力,建议桩底约束设置为后排桩桩底固定前排桩桩底铰支或两桩底端均铰支。

关键词： 仿真预警   可视化   有限元   Dynamo   沉降监测  

摘要： 为实现施工监控信息与施工仿真信息相结合的有效对照,解决盾构施工参数动态调整的安全监控问题。首先,以沉降控制值为依据,通过有限元仿真确定盾构参数的合理区间,从而确定沉降理论值;其次,建立以沉降理论值和沉降控制值双因素控制的仿真预警体系;最后,用Dynamo实现数模结合和监测信息的可视化表达。研究结果表明:仿真和预警的结合,解决了盾构施工参数的动态控制问题;监测信息的数模结合,解决了监测信息的高效实时可视化表达问题。研究成果为盾构隧道施工监测提供了一种高效的监测方法。

关键词： 压电驱动   柔性铰链   压电叠堆   有限元分析   机械结构设计  

摘要： 为了满足微电机的多向运动需求,研究了一种可双向运动的压电驱动器,并对其性能进行了设计和分析。该驱动器可以驱动直线型和圆筒型两种动子,适用于多种工作环境。首先阐述了压电驱动器的基本结构和原理,建立了驱动器模型,然后用有限元方法分析了压电驱动器的变形模式。经实验验证,压电驱动器的最佳工作频率为2.27 kHz,最佳驱动电压幅值为150 V。在该激励信号下,直线型压电驱动器的最大速度达到249 mm/s,最大负载能力为20 N。该压电驱动器能够实现双向运动和稳定输出。

关键词： 轨道交通   地下结构   地层-结构模型   有限元   安全性评估  

摘要： 为研究上跨地铁线路对轨道结构安全性的影响,以上跨地铁6号线的市政道路为工程实例,应用软件MIDAS GTS NX对结构进行数值模拟,分析结构在不同工况下的变形,进一步评估该工程的安全性风险。研究结果表明:有限元模拟能较好地反映结构在施工过程中的变形及应力,工程施工引起的结构变形不影响既有地铁6号线万麓区间隧道结构与运营安全。研究成果可为后续类似项目提供参考。

关键词： 近场动力学   有限元   双材料   “串联”键理论   界面形状  

摘要： 为了将近场动力学方法应用于复杂界面的双材料结构,以锯齿形界面为例,基于PD“串联”键理论开发复杂界面双材料结构PD求解程序,通过单、双材料平板进行拉伸仿真分析,利用FEM解验证PD方法及程序的准确性。结果表明:PD方法在准静态模拟中具有较高的准确性。PD程序所得位移结果:在y=0.005 m处,x位移相对误差低于5%;在x=0 m处,y位移平均相对误差低于6.08%。程序所得位移结果在小模量比、小载荷下更准确。

关键词： BIM   Midas Gen   有限元分析   荷载   地震作用  

摘要： 目前,BIM模型参与有限元分析的实际案例相对较少,因此,急需解决通过结合BIM和有限元分析进行应用的问题。本文主要基于BIM和Midas Gen对钢结构设计安全性能进行有限元分析研究,首先,通过对本工程钢结构的材料进行构件属性定义;其次,使用BIM软件Revit将兼职建筑信息模型导入Midas Gen,根据实际工程条件定义设计参数,并说明结构的荷载定义及边界条件;再次,通过有限元软件Midas Gen分别对钢结构进行静力分析和动力分析,获取结构的应力和变形结果;最后,得出结构最大应力为192.4 MPa,最大位移数值为14.8 mm,均满足规范要求。

关键词： 叶轮   有限元   强度分析   流固耦合   疲劳寿命  

摘要： 综合考虑离心泵工作时叶轮真实的应力及变形状态,基于Ansys Workbench软件平台运用计算流体动力学分析软件CFX对离心泵模型叶轮进行了流固耦合数值模拟,计算了叶轮在离心力以及CFD压力载荷共同作用下离心泵叶轮强度,确定了在旋转过程中受到周期性交变应力的作用下,叶轮上最大应力的位置。最后运用nCode Designlife软件叶轮进行疲劳寿命预测,结果表明,最大应力位于叶片出口边缘与盖板交界的位置,且循环交变动应力是引起叶轮疲劳损伤的主要原因。叶轮满足无限寿命疲劳强度设计,叶轮无疲劳破坏风险。